Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 [ 187 ] 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

Болиа На рис 19-21 представлены в отдельности падающая, преломленная и отраженная волны напряжения и тока, а также результат их наложения

Из приведенного расчета очевидно, что в момент падения волны на емкость напряжение на емкости остается равным н)лю, а ток равен удвоенному ток> волны Таким образом, емкость в момент падения волны произьодит такое же действие, как и короткое замыкание Только по мере зарядки емкости ее действие уменьшается, и по истечении времени, в несколько раз превышающею постоянную времени т, в )зле 2-2 устанавливается такое же напряжение, как если бы емкости С не было

вовсе. Ток слева от узла 2-2 больше, чем справа,

на ток зарядки емкости

Как ВИД1Ю из всех приведенных расчетов, индуктивность L, включенйая в конце второй линии, не оказывает влияния ни на составление эквивалениюи схемы, ни на распределение токов и напряжений f Действительно, до тех пор, пока волна не дойдет до

конца второй линии, распределение токов и напря- 2 жений в линии не зависит от нагрузки в конце вто-

рои линии Только после того как волна во второй Рис 19-22.

линии дойдет до узла 3-3, начинает сказываться его влияние

Отражение волны от >зла 3-3 может быть рассмотрено аналогично преды-д)щел1у при помощи схемы замещения для этого узла На рис 19-22 изображена схема замещения для определения напряжения на узле 3-3 при падении на него волны, прошедшей уже через узел 2-2 (мимо емкости) В этом случае напряжение источника э д с в схеме замещения уже не постоянно, а плавно нарастает по закону 22 Решение задачи производится так же, как и в случае изгяе-нсьия напряжения по произвольному закону в цепи с сосредоточенными пара-метрслш (см § 13-15)

19-7. Качественное рассмотрение переходных процессов в линиях, содержащих сосредоточенные емкости и индуктивности

Как видно из рассмотренных примеров, конденсатор и катушка, включенные в цепь с распределенными параметрами, производят различное действие.

В момент падения волны индуктивность подобна разрыву в месте ее включения, но по мере нарастания тока ее действие все более соответствует короткому замыканию. Емкость, наоборот, в первый момент оказывает действие, подобное короткому замыканию между точками ее включения. По мере того как емкость заряжается, ток через емкость уменьшается. При полной зарядке емкость аналогична разрыву между точками ее включения.

Основываясь на этих рассуждениях, можно рассмотреть прохождение прямоугольной волны через узлы схемы, в которых емкости и индуктивности включены различным образом.

Пусть в месте перехода с одной линии надругую с такими же параметрами параллельно линии включена индуктивность (рис. 19-23, а). Тогда сначала, пока ток в индуктивности не достиг заметной величины, процессы происходят так, как будто бы индуктивности не было вовсе, и ток и напряжение волны при переходе с одной линии На другую не изменяются. Однако по мере нарастания тока в индуктивности ее влияние становится все болызте и-гек тьдтанрвжение



волны во второй линии уменьшаются. По истечении достаю большого времени волна от индуктивности отражается полиость как от короткозамкнутого конца линии, а величина проходят^ волны становится равной нулю. Таким образом, с первой лини во вторую поступает импульс с крутым фронтом, затухающий по экспоненциальному закону.

Если в месте перехода с одной линии на другую последовательно с линией включена емкость (рис. 19-23, б), то в первый момент, пока

L/2 L/2


Рис. 19-23.

емкость не заряжена, волна проходит через нее, как если бы две линии были включены последовательно. По мере зарядки емкости она как бы отключает вторую линию от первой и делает невозможным переход волны с первой линии на вторую.

Если назвать переход волны с одной линии на другую при последовательном включении емкости или индуктивности переходом через емкость или через индуктивность , а при параллельном включении - мимо емкости или мимо индуктивности , то можно заметить следующие закономерности.

При прохождении волны мимо индуктивности или через емкость фронг волны сохраняется крутым и в первый момент при равенстве^



волновых сопротивл ний линий максимум напряжения (тока) про-5(0дящей волны равен напряжению (току) падающей волны. С течением времени напряжение (ток) проходящей волны убывает, сни-jaHCb до нуля.

При прохождении волны через индуктивность или мимо емкости фронт волны сглаживается и напряжение (ток) волны лишь с тече-лпем времени при равенстве волновых сопротивлений линий достигает значения напряжения (тока) падающей волны.

Графики распределения напряжений и токов для двух последних случаев представлены на рис. 19-23, виг.

rv-rY-i

I -ио

jjjjjjUBnnx

Рис. 19-24.

Отраженные волны имеют характер, обратный характеру проходящих волн. Если фронт проходящей волны становится пологим, то фронТ отраженной волны остается крутым и, наоборот, проходящей волне с крутым фронтом соответствует отраженная волна с пологим фронтом.

Если волна прямоугольной формы имеет ограниченную длину /з (рис. 19-24, а), то ее можно рассматривать как сумму двух волн

Кпад! = 0 и Нпад2 = - 0 бССКОНеЧНОЙ ДЛИНЫ, рЗВНЫХ ПО збсО-

лютному значению, но противоположных по знаку, сдвинутых одна по отношению к другой на расстояние 1.

Прохождение такой волны через индуктивность может рассматриваться как наложение токов и напряжений, подобных изображенным на рис. 19-23, в для положительной и отрицательной волн (рис. 19-24, б). Аналогично можно построить кривые напряжения и тока для прохождения импульса мимо индуктивности или мимо емкости, а также через .емкость.

19-8. Многократные отражения волн с прямоугольным фронтом от активного сопротивления

Включение источника. Для исследования многократных отражений волн при наличии поглощения энергии на концах линии рассмотрим включение линии, замкнутой на приемник с активным сопротивлением г^, ф z. Пусть .нитающий генератор имеет чисто активное внутреннее сопротивление г- и э. д. с. Е^.

Вычислим коэффициенты отражения и в начале и конце 1инии:

.n - Zc . ri~Zc

(19-34)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 [ 187 ] 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов